题目：基于FPGA和ARM的PROFIBUS-DP主站平台的研究

PROFIBUS-DP作为一种国际性开放式的、不依赖于生产厂商的成熟的现场总线技术，以它的实时性、稳定性和可靠性的特点，已经广泛应用于自动化领域。我国对于开发PROFIBUS-DP主从站已经有了一些解决方案。同时，嵌入式系统和电子设计自动化（EDA）得到了飞速的发展，使得利用FPGA设计现场总线协议芯片成为可能，并且有一定的成功案例。本文的研究目的是为国内掌握PROFIBUS-DP协议核心技术。作者在对PROFIBUS-DP总线协议细节及主站功能结构进行了深入的分析后，在前期的研究成果基础上，对基于该总线的主站控制器设计方案进行了探索，采用FPGA和ARM作为主站的开发途径。主要包括两方面的工作内容：一是在基于FPGA的PROFIBUS-DP通信IP核DP1的基础上对原设计进行修改并添加功能完成DP2和DP3的设计，使其达到应用水平；二是主站通信平台的设计。在FPGA上用硬件描述语言Verilog实现协议中物理层、数据链路层以及应用层的内容，以保证主站能进行高速的通信；在ARM上用C语言实现主站参数集及从站参数集的初始化和管理并监控一些状态。本文重点介绍了新设计的主站参数集、主站定时器及FDL控制器模块的设计方案，并利用EDA工具对设计的主站进行了功能仿真和静态时序分析。通过将该主站加入到PROFIBUS-DP总线多主多从系统中进行测试和验证表明，它可以支持协议规定的全部通信波特率，并实现与主站基于令牌传递的主-主通信以及与从站的循环通信，能实现生成逻辑令牌环、接受其他主站加入逻辑令牌环、加入已有令牌环、剔除掉电主站等功能。